ES2215505T3 - Pieza de union de material sintetico termoplastico para las conducciones de un sistema de sonda de tierra. - Google Patents

Abstract

Pieza de unión elaborada a partir de material sintético termoplástico para la conducción de un agente transmisor térmico líquido a través de determinadas conducciones tubulares en una instalación de sonda de tierra, en la que la pieza de unión presenta esencialmente una forma de Y y consta de tres tramos tubulares (2,3,4), que discurren paralelamente, de los cuales un tramo tubular (2) forma la parte troncal de la Y, con el que los otros dos tramos tubulares (3, 4) que forman los brazos de la misma Y, están unidos une mediante un tramo tubular (5, 6) en forma de arco y estando elaborada la pieza de unión (1), que forma un pie de sonda (25, 25¿), por medio del procedimiento de moldeo por inyección, y estando concebido uno de los tramos tubulares (3) que forman los brazos de la Y para una unión con un tubo de alimentación de sonda (26), y estando concebido el otro tramo tubular (4) para una unión con un tubo de retorno de sonda (27), caracterizada porque el tramo tubular (2) que forma la parte troncal de la Y se cierra mediante un tapón (15).

Description

Pieza de unión de material sintético termoplástico para las conducciones de un sistema de sonda de tierra.

La presente invención se refiere a una pieza de unión de material sintético termoplástico para determinadas conducciones tubulares por las que circula un agente transmisor térmico líquido de una instalación del tipo de sonda de tierra.

Las sondas de tierra se utilizan para el aprovechamiento del calor terráqueo a modo de intercambiadores térmicos situados en el subsuelo. Un agente transmisor térmico líquido es conducido desde una primera cabeza de sonda, pasando por un tubo de alimentación de la sonda, a un pie de sonda, siendo reenviado desde aquí a una segunda cabeza de sonda a través de un tubo de retorno de la sonda. Ambas cabezas de sonda están unidas mediante un tubo de alimentación central o bien un tubo de retorno principal con una bomba de calor. Generalmente, en un taladro de sondeo se disponen un par de sondas de tierra cuyas dos cabezas de sonda son iguales.

En el documento CM-PS 687 268 se hace referencia a un pie de sonda de unión entre un tubo de alimentación de sonda y un tubo de retorno. Este pie de sonda se trata esencialmente de un tubo de plástico con reorientación de 180º que se elabora por un procedimiento de extrusión y soplado. Mediante este procedimiento, un pie de sonda de este tipo no puede fabricarse económicamente a gran escala.

En el documento nº EP 0 582 118 se describe una pieza de unión de plástico para determinadas conducciones tubulares por las que circula el agente líquido transmisor térmico de una instalación del tipo de sonda de tierra. La pieza de unión presenta básicamente una forma de Y, que comprende 3 tramos tubulares que discurren paralelamente, uno de estos tramos tubulares forma la parte troncal de la Y, con el que los otros dos tramos tubulares forman los brazos de la Y sobre los que, en cada uno de ellos, se acoplará otro tramo en forma de arco.

En la patente US nº 3.470.943 se describe asimismo una pieza de unión en forma de Y.

La presente invención trata de conseguir un pie de sonda que puede fabricarse económicamente a gran escala y que garantiza una larga vida en servicio a la unión tubular.

Este objetivo se consigue según la invención, mediante una pieza de unión con las características de la reivindicación 1.

Las posteriores configuraciones más ventajosas de la pieza de unión a la que hace referencia la invención constituyen el objeto de las reivindicaciones subordinadas.

Una especial ventaja de la pieza de unión a la que se refiere la invención es su aplicación universal. La pieza de unión forma un pie de sonda. Como pie de sonda provisto de un tapón, esta pieza de unión facilita mediante configuraciones especialmente ventajosas del tapón una fácil inserción de la sonda de tierra en el taladro de sondeo, asegurándose de este modo la correcta posición vertical de la sonda y la protección de la misma contra posibles daños.

La invención se pondrá de manifiesto a continuación con más detalle, haciendo referencia a los dibujos, en los que:

la Fig. 1 muestra una primera forma de realización de una pieza de unión en sección longitudinal;

la Fig. 2 muestra una forma de realización de un tapón para la pieza de unión aplicable como pie de sonda de la Fig.1;

la Fig. 3 muestra el tapón según la Fig. 2 en vista superior;

la Fig. 4 muestra una sección transversal según la línea IV-IV de la Fig.2;

la Fig. 5 muestra una sección longitudinal de una primera forma de realización de un pie de sonda con la pieza de unión de la Fig. 1 y con el tapón de las Figs. 2 a 4;

la Fig. 6 muestra una sección longitudinal de una segunda forma de realización de un pie de sonda con la pieza de unión de la Fig. 1 y con el tapón de las Figs. 2 a 4; y

La Fig. 1 muestra una pieza de unión 1 para las conducciones tubulares de una instalación de sonda de tierra, que se ha elaborado con un material sintético termoplástico, por ejemplo de poliolefina, preferentemente una pieza única de polietileno elaborada mediante el procedimiento de moldeo por inyección. La pieza de unión 1 presenta esencialmente una forma de Y provista de tres tramos paralelos tubulares 2, 3, 4, de los cuales un tramo tubular 2 forma la parte troncal de la Y. Los otros dos tramos tubulares 3, 4, están unidos cada uno de ellos con los tramos tubulares 5, 6 en forma de arco y forman, junto con el tramo tubular troncal 2 de la Y mencionado anteriormente, los brazos de la pieza de unión 1 en forma de Y.

En el ejemplo de realización representado en la Fig. 1, se aprecia el diámetro o bien la sección transversal libre tubular del tramo troncal de la Y que forma el tramo tubular 2 de mayor tamaño que el diámetro o la libre sección transversal tubular de las secciones tubulares 3, 4 que forman los brazos de la Y. Estos dos tramos tubulares 3, 4 están dispuestos simétricamente con respecto a un eje del tramo troncal de la Y, designado con la letra A en la Fig. 1.

El diámetro interior de los tramos tubulares 3, 4 que forman los brazos de la Y está ensanchado en dos escalones hacia el extremo libre de dichos tramos tubulares 3, 4, con lo cual cada tramo tubular 3, 4 presenta en su interior una primera superficie 8 rebajada y una segunda superficie 9 que se ha vuelto a rebajar. El primer ensanchamiento se ha marcado en la Fig. 1 mediante E_{1} y el segundo mediante E_{2}. Las caras frontales de los tramos tubulares 3, 4 que forman los brazos de Y se han designado con la referencia numérica 10 y se hallan en caso necesario al mismo nivel. La cara frontal del tramo troncal de la Y formada por el tramo tubular 2 se ha designado con la referencia numérica 12.

Según la Fig. 2 un tapón 15 está provisto de una parte cilíndrica 16, cuyo diámetro exterior, que circunda la medida necesaria impuesta por las condiciones de soldadura, es superior o igual al diámetro de la pieza troncal de la Y que forma el tramo tubular 2. La parte cilíndrica 16 presenta un vaciado 17 abierto hacia arriba. El tapón 15 presenta por otra parte una base 18 con prolongación perpendicular respecto a la parte cilíndrica 16. Sobre la cara opuesta a la parte cilíndrica 16, la base 18 está provista de una oreja 19. La base 18, la oreja 19 y la parte cilíndrica o huecocilíndrica 16 forman una sola pieza. El tapón 15 se realizará preferentemente también mediante el procedimiento de moldeo por inyección partiendo de un material sintético termoplástico. La base 18 presenta una configuración de forma oval vista en planta horizontal y presenta una superficie inferior 20 así como otra superior circundante a la pieza cilíndrica 16 de superficie vaciada 21. La longitud ovalada así como el eje principal del óvalo es mayor que el diámetro exterior de la sección transversal tubular 2, que forma el tramo troncal de la Y, el ancho del óvalo o el eje secundario del óvalo son sustancialmente análogos. La estrecha oreja 19 que se prolonga más allá de la longitud oval de la base 18 y vista en perpendicular con respecto a esta longitud oval, está provista de dos taladros 22, 23 y presenta una forma que se estrecha suavemente hacia abajo con las esquinas redondeadas.

Según las Figs. 5 y 6 la pieza de unión 1 descrita anteriormente forma junto con el tapón 15 un denominado pie de sonda 25 (Fig.5) o bien 25' (Fig.6), que une un tubo de alimentación de sonda 26 con un tubo de retorno de sonda 27, y por el cual un agente transmisor térmico líquido es reenviado desde el tubo de alimentación de sonda 26 al tubo de retorno de sonda 27. El tapón 15 se coloca por medio de su parte cilíndrica 16 en la parte interior del tramo tubular 2 que forma la parte troncal de la Y. La base 18 sobrepasa en su longitud oval la cara frontal 12. El tapón 15 y el tramo tubular 2 que forma la parte troncal de la Y se sueldan o pegan entre sí. Según el procedimiento especialmente preferido, ambas partes se unen entre sí mediante un proceso de soldadura por calefacción de elementos enmangados.

Preferentemente, el tubo de alimentación de la sonda 26 y el tubo de retorno de la sonda 27 se soldarán con los tramos tubulares 3 y 4 que forman los brazos de la Y. En este punto el ensanchamiento escalonado del diámetro interior de estos dos tramos tubulares 3 y 4 facilita tanto la realización de un proceso de soldadura por calefacción de elementos a tope, como también un proceso de soldadura por calefacción de elementos enmangados de cada uno de los tubos 26 ó 27 con los correspondientes tramos tubulares 3 ó 4. La unión por pegado mediante adhesivos de estos elementos también sería posible.

La Fig. 5 ilustra la unión realizada mediante el procedimiento de soldadura por calefacción de elementos a tope entre la cara frontal 10 de los tramos tubulares 3, 4 de la pieza de unión y las caras frontales 30 de los tubos sonda 26, 27. El espesor de la pared tubular de las sondas corresponde al espesor de la pared del tramo tubular en la zona del segundo ensanchamiento E_{2}, que se prolonga entre la superficie rebajada 9 y la cara frontal 10.

En la Fig. 6 se representa la unión realizada mediante el procedimiento de soldadura por calefacción de elementos enmangados de los tubos sonda 26, 27 con los tramos tubulares 3, 4 de la pieza de unión. En este caso, los tubos de sonda 26, 27 presentan una pared más fina que los correspondientes tramos tubulares 3, 4 de las piezas de unión 1. Los tubos de sonda 26, 27 penetran en los tramos tubulares 3, 4. La unión por soldadura se realiza en la superficie perimétrica de contacto entre cada uno de los tubos sonda 26, 27 y los tramos tubulares 3, 4 de la pieza de unión en la zona en que se solapan ambas piezas a unir.

La circulación del agente transmisor de calor líquido al pasar por el pie de sonda 25, 25' no se entorpecerá considerablemente ni por el tipo de unión que se representa en la Fig. 5, ni tampoco por el tipo de unión según la Fig. 6.

La configuración del pie de sonda según la invención facilita la introducción en el taladro de sondeo de una sonda de tierra de un determinado diámetro o bien de un par de sondas de tierra con un diámetro tubular relativamente grande. La introducción de la sonda de tierra en el taladro se facilita especialmente por la forma en Y del pie de sonda y por el tapón 15 con el que se ha dotado el pie de sonda. La oreja 19 del tapón 15 actúa como un elemento de percusión facilitando la introducción de la sonda de tierra en el taladro. El tapón 15 protege con su base 18 la sonda de tierra contra un eventual daño durante la introducción en el taladro. La forma oval de la base 18 facilita una disposición ajustada en lo posible y protege ambas sondas de tierra de cada par de sondas de tierra. Los taladros 22, 23 practicados en la oreja 19, facilitan la aplicación de un peso en el punto más profundo del pie de sonda que contrarresta la fuerza ascensional, ejercida a través del taladro por lo general, debida al líquido existente. Por otra parte, el peso ayuda a la introducción perfectamente alineada de la sonda de tierra, es decir, a su mantenimiento vertical. Como es lógico, el tapón podría presentar un único taladro de sujeción del peso en lugar de dos, o bien proveerse de otro medio para la aplicación del peso así como también efectuar la carga de otra manera.

La pieza de unión 1 elaborada por el proceso de moldeo por inyección, según la invención, ofrece una alta resistencia mecánica, que le permite garantizar la necesaria vida en servicio en su aplicación como un pie de sonda que se habrá de introducir en un taladro y mantenerse durante años sin recibir mantenimiento.

Los tres tramos tubulares 2, 3, 4 que configuran la pieza de unión en forma de Y 1 pueden discrepar en su forma y en las dimensiones con respecto la forma de realización presentada. Por tanto, al aplicar la pieza de unión 1 especialmente como pie de sonda, el diámetro o bien la sección transversal libre de tubo de los tramos tubulares 3, 4 que forman los brazos de la Y podrían ser iguales, como el diámetro de la parte troncal o bien como la sección transversal tubular libre de este tramo troncal. Tampoco es obligatoriamente necesaria una configuración simétrica de los brazos. Los tramos tubulares 3, 4 que forman los brazos de la Y podrían ser de distinta longitud, con lo cual, la accesibilidad a los puntos de unión podría mejorarse (más espacio para la realización de una unión por soldadura).

Para la elaboración de piezas de unión mediante el procedimiento de moldeo por inyección, se aconseja por ejemplo la utilización del polietileno PE 100.

Claims (10)

1. Pieza de unión elaborada a partir de material sintético termoplástico para la conducción de un agente transmisor térmico líquido a través de determinadas conducciones tubulares en una instalación de sonda de tierra, en la que la pieza de unión presenta esencialmente una forma de Y y consta de tres tramos tubulares (2,3,4), que discurren paralelamente, de los cuales un tramo tubular (2) forma la parte troncal de la Y, con el que los otros dos tramos tubulares (3, 4) que forman los brazos de la misma Y, están unidos une mediante un tramo tubular (5, 6) en forma de arco y estando elaborada la pieza de unión (1), que forma un pie de sonda (25, 25'), por medio del procedimiento de moldeo por inyección, y estando concebido uno de los tramos tubulares (3) que forman los brazos de la Y para una unión con un tubo de alimentación de sonda (26), y estando concebido el otro tramo tubular (4) para una unión con un tubo de retorno de sonda (27), caracterizada porque el tramo tubular (2) que forma la parte troncal de la Y se cierra mediante un tapón (15).

2. Pieza de unión según la reivindicación 1, caracterizada porque los tramos tubulares (3, 4) que forman los brazos de la Y están unidos mediante soldadura con el tubo de alimentación de la sonda (26) y el respectivo tubo de retorno de la sonda.

3. Pieza de unión según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizada porque los tramos tubulares (3, 4) que forman los dos brazos de la Y están dispuestos simétricamente con respecto al eje (A) del tramo tubular (2) que forma la parte troncal de la Y.

4. Pieza de unión según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el tapón (15) presenta un parte cilíndrica (16) así como una base (18) sobresaliente perpendicular a dicha parte (16), penetrando el tapón (15) por medio de la parte cilíndrica (16) en la parte interior del tramo tubular (2) que forma la parte troncal de la Y, y estando unido solidariamente con este último en las superficies de contacto con el tramo tubular (2), preferentemente mediante soldadura.

5. Pieza de unión según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 4, caracterizada porque el tapón (15) está provisto de una oreja (19) que actúa a modo de elemento de tope al introducir la sonda de tierra en un taladro de sondeo.

6. Pieza de unión según la reivindicación 5, caracterizada porque la oreja (19) está provista de medios (22, 23) para aplicar un peso.

7. Pieza de unión según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la base (18) se ha configurado de forma oval, en la que el eje principal del óvalo es mayor que el diámetro exterior del tramo tubular (2) que forma la parte troncal de la Y, y en la que el eje secundario del óvalo corresponde sustancialmente a dicho diámetro exterior.

8. Pieza de unión según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 7 caracterizada porque el diámetro interior de los tramos tubulares (3, 4) que forman los brazos de la Y está ensanchado hacia el extremo libre de los tramos tubulares (3, 4) como mínimo en un escalón (E_{1}), o preferentemente en dos escalones (E_{1}, E_{2}).

9. Pieza de unión según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 7, caracterizada porque el tramo tubular (2) que forma la parte troncal de la Y, y/o los tramos tubulares (3, 4) que forman los brazos de la Y están escalonados en su diámetro exterior hacia el extremo libre de los tramos tubulares (2, 3, 4).

10. Pieza de unión según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque está realizada en polietileno, preferentemente en PE 100.